Die Bitburger Brauerei hat einen jähr-
lichen Ausstoß von mehr als 4 Mio. hl Bier
und gehört zu den drei größten Privat-
brauereien Deutschlands. Die online-Über-
wachung von gelöstem Sauerstoff in Bier
wird während des gesamten Brauprozesses
durchgeführt und garantiert die gleich-
bleibend hohe Qualität des Bitburger Bie-
res. Ist ein Bier einmal durch die Oxidation
mit Sauerstoff geschädigt, muss es verwor-
fen werden, da die Oxidationsreaktion
nicht mehr umkehrbar ist.
Eine typische online-Sauerstoffmess-
stelle besteht aus Sensor, Armatur, Kabel
und Transmitter. Die Auflösung des Trans-
mitters muss dabei entsprechend hoch
sein, um die Sauerstoffkonzentration im
unteren ppb-Bereich genau anzeigen zu
können.
Messung von gelöstem Sauerstoff in Bier über PROFIBUS® PA bei der Bitburger BrauereiEs ist bekannt, dass Sauerstoff den Geschmack und die Qualität von Bier nachhaltig verändert. Das Bier verdirbt
und schmeckt schal. Aus diesem Grund ist die Messung von gelöstem Sauerstoff das entscheidende Qualitäts-
merkmal, um Bier mit einwandfreiem Geschmack und höchster Qualität zu brauen. Die Bitburger
Brauerei überwacht die Konzentration von gelöstem Sauerstoff während des gesamten Brauprozesses
über PROFIBUS® PA und sichert dadurch die Qualität ihrer Biere.
8
Bei modernen Anlagen, wie die der Bit-
burger Brauerei, wird die Kommunikation
von Transmitter zum Prozessleitsystem
meist digital mittels PROFIBUS Protokoll
übertragen. PROFIBUS PA (Process Auto-
mation) ist in diesem Fall besonders ge-
eignet, da das zugrunde liegende Protokoll
speziell auf die Kommunikation zwischen
Feldgerät und Prozessleitsystem zuge-
schnitten ist. Der Sauerstofftransmitter ist
zertifiziert nach der PNO-Richtlinie gemäß
Profil 3.0 für analytische Geräte.
Besondere Eigenschaften des Trans-
mitters sind unter anderem die über
PROFIBUS frei paramterierbaren Funk-
tionsblöcke für diskrete Signale, wobei die
Konfiguration direkt über das Transmitter-
display oder PROFIBUS DP Netzwerk erfol-
gen kann. Zudem garantieren die standar-
lichen sowohl die Spurenmessung als
auch die Messung von Sauerstoff in höhe-
ren Konzentrationen. Wartung und Instal-
lation des Transmitters können leicht und
schnell durchgeführt werden, da sich der
vollständig abgeschirmte Elektronikteil
leicht vom Gehäuse trennen lässt, so dass
die Klemmleisten frei zugänglich sind.
Bei der Bitburger Brauerei wurden zur
Überwachung der Sauerstoffkonzentration
in der Filtration sieben Messsysteme mit
PROFIBUS PA installiert, wodurch täglich
Zeit und Kosten gespart werden.
BrauereiNews 8 METTLER TOLEDO
2
disierten Kommunikationsprotokolle eine
Interoperabilität und Austauschbarkeit der
Geräte verschiedener Hersteller.
Der Sauerstofftransmitter wird über
Segmentkoppler/Link in den PROFIBUS DP
integriert. Die Speisespannung ist gemäß
FISCO (Fieldbus Intrinsically Safe Concept)
ausgelegt, so dass Spannung und bidirek-
tionaler Datenaustausch in 2-Leitertechnik
und somit eigensicher ausgelegt sind.
Der innovative Hochleistungstrans-
mitter O2-4100 PA bietet dem Benutzer
zahlreiche Vorzüge bei einfacher Handha-
bung und großer LC-Anzeige. Neben der
gleichzeitigen Anzeige von aktuellem
Messwert und Temperatur unterstützen zu-
sätzlich Piktogramme die Bedienung und
signalisieren auffällige Signal- bzw. Funk-
tionsstörungen. Erhöhte Prozesssicherheit
ist garantiert durch die integrierte Sensor-
diagnostik,die den gegenwärtigen Zustand
des Sensors überwacht. Alle Funktionen des
Transmitters sind über die Tastatur oder
über die Komunikationsschnittstelle zu-
gänglich. Zwei separate Eingänge ermög-
Messstelle mit Wechselarmatur nach der Filtration
Die Tabelle zeigt Auszüge der wichtigsten Messstellen mit typischen Sauerstoffkonzentrationen bei gegebenemDruck und gegebener Temperatur.
Installation des Transmitters O2 4100e
Messstelle Sauerstoffgehalt Temperatur DruckWürzebelüftung 10 -15 ppm <100 °C 1–2 barGärtank <100 ppb <14 °C 1–2 barCO2 Anlage <100 ppb <10 °C 0.8 barFilter <100 ppb <10 °C 2–3 barLagertank <100 ppb <5 °C 2–3 barAbfüllung <50 ppb <5 °C <6 bar
Impressum
HerausgeberMettler-Toledo GmbHOckerweg 3D-35396 GießenTel: (+49) 641 507 333
Internetwww.mt.com/prozess-dewww.thorntoninc.com
Realisation und BilderArchiv vonMettler-Toledo GmbH, Urdorf (CH)
Inhaltsverzeichnis
BrauereiNews 8
Messung von gelöstem Sauerstoff in Bier über PROFIBUS® PA bei der Bitburger Brauerei
Leitfähigkeitsmessung zur Medientrennung. Einsatz in der Abfüllanlage
Transmitter mit digitaler Kommunikation
InPro® 325x löst InPro® 3200 ab
Die optimale Adaption sicherthöchste Produktqualität
www.mt.comSuchen Sie Bedienungs-anleitungen für ein bestimmtes Produkt?
Technische Änderungen vorbehalten. © Mettler-Toledo GmbH 09 /05Gedruckt in der Schweiz.
www.mt.com/inpro6800MTP01 Sauerstoffsensoren InPro® 6800
www.mt.com/transmitter
MTP02 Advanced Line 2-Leiter Trans-
mitter
www.mt.com/intrac
MTP03 Wechselarmaturen
InTrac® 77Xe
BrauereiNews 8 METTLER TOLEDO
3
Die Fragen wurden von Alfred Peer (AP),
Produktmanager für Digitale Kommuni-
kation, METTLER-TOLEDO, Process Analy-
tics, Schweiz gestellt.
Alfred Peer (AP):
Herr Lichter, die Bitburger Brauerei war
einer der ersten Betriebe, die die traditio-
nelle 4 bis 20 mA Technik durch die
moderne PROFIBUS Kommunikation er-
setzt haben. Welche Erfahrungen haben
sie in dieser Hinsicht gemacht?
Dieter Lichter:
Ehrlich gesagt, kann ich Ihnen hier gar
nicht soviel sagen. Nach der Einbindung
der PA Geräte in unser Bussystem funk-
tionierte alles sofort problemlos. Mit
anderen Worten, wir haben, seitdem wir die
PA Transmitter installiert haben, mehr
Zeit, um uns um andere Bereiche der An-
lage zu kümmern.
AP:
Was ist für Sie der größte Nutzen des
PROFIBUS Konzepts?
Dieter Lichter:
Aufgrund der 2-Leitertechnik konnten wir
natürlich sehr viel Geld sparen. Daten-
übertragung und Spannungsversorgung
über die gleichen zwei Drähte ist eine sehr
wichtige Eigenschaft. Weiterhin erlaubt
das PROFIBUS PA Konzept Wechsel, An-
bindung oder Entfernung der Geräte, ohne
das System oder andere Geräte zu beein-
flussen.
Interview mit Dieter Lichter,
Projektmanager bei der
Bitburger Brauerei
AP:
Vergleicht man die analoge Technik mit
der digitalen Technik, wo sehen sie dabei
die wesentlichen Unterschiede?
Dieter Lichter:
Über die digitale Datenübertragung erhält
man natürlich wesentlich mehr Informa-
tionen als den einfachen Messwert. Jeder
Messwert wird gleich auf Sicherheit und
Zuverlässigkeit überprüft. Somit können
wir leicht und schnell auf jeden Transmit-
ter zugreifen und erhalten so einen direk-
ten Zugriff zu allen Prozessvariablen.
AP:
Sie haben sich kürzlich entschieden, Sau-
erstofftransmitter in ihr PROFIBUS Netz-
werk zu integrieren. Warum haben Sie sich
zu diesem Schritt enschieden?
Dieter Lichter:
Weil in unserer Anlage bereits ein
PROFIBUS Netzwerk vorhanden ist, somit
mussten keine zusätzlichen Kabel verlegt
werden. Wir konnten den Sauerstoff-
transmitter einfach in unser bereits vor-
handenes Netzwerk integrieren, so dass wir
die Sauerstoffkonzentration in unserem
Kontrollraum visualisiert über einen Mo-
nitor darstellen können.
AP:
Ist dabei das Profil 3.0 für analytische
Geräte wichtig für Sie?
Dieter Lichter:
Natürlich, das schafft zusätzliches Ver-
trauen zum Gerät und garantiert uns, dass
die Funktionalität den Anforderungen der
PNO (Profibus Nutzer Organisation) ent-
spricht.
AP:
Nutzen Sie das Prozessleitsystem, um die
Analysengeräte zu konfigurieren?
Dieter Lichter:
Wir brauchen das Prozessleitsystem, um
die Wartung der Geräte einzuleiten. Durch
die Möglichkeit die Konfiguration up- und
downzuloaden sparen wir eine Menge Zeit.
Fehler durch manuelle Konfiguration ge-
hören der Vergangenheit an. Jede Konfi-
guration kann dem betreffendem Gerät
mühelos übertragen werden.
AP:
Welche Anforderungen haben Sie an die
Gerätehersteller, und wie sehen Sie die Zu-
kunft der Prozessautomation?
Dieter Lichter:
Es ist sehr wichtig für uns, dass die Geräte
als eine komplette Einheit angeboten
werden: mit PNO Zertifikat, GSD (Geräte-
stammdatei) und Gerätebeschreibung
(DD - Device Description), damit die Geräte
schnell über die Schnittstelle ins Netzwerk
integriert werden können. Die Automation
in unserer Anlage wird sicherlich durch die
Direktübertragung ausgedehnt werden, um
möglichst viele Geräte in unser digitales
Netzwerk zu integrieren.
Herr Lichter, vielen Dank für das Interview.
BrauereiNews 8 METTLER TOLEDO
4
InPro® 7108-VP Leitfähigkeitssen-sor für präzise Phasenerkennung
Die 4-Pol-Messzellen
der InPro® 7108-VP
Baureihe werden ein-
gesetzt, um den Übergang
von einer Phase (z.B. Was-
ser) zu einer anderen (z.B.
Bier) sehr schnell und zuverlässig
zu detektieren, da die Ansprechzeiten
sowohl für die Leitfähigkeitsmessung
selbst als auch für die Temperatur-
messung sehr kurz sind.
Direktes Ansprechverhalten4-Pol-Messzellen besitzen Ansprech-
zeiten im Sekundenbereich. Der Sensor
muss auf der Seite des Zuflusses zum Ven-
til installiert werden.
Minimierung von ProduktverlustMit einer schnellen und präzisen
Detektion kann der Verlust von Bier und
Wasser in der Installation deutlich redu-
ziert werden, wodurch eine erhebliche
Kostenersparnis möglich ist.
Zertifizierte Qualität undMaterialien
Genaue Messungen sind nur möglich,
wenn die Zellkonstante des Sensors genau
ProzessDer letze Prozessschritt bei der Bier-
herstellung ist die Abfüllung in Flaschen,
Dosen oder Fässer. Am Füller wird eine ge-
wisse Menge an Bier in einem Tank gela-
gert. Durch Druckbeaufschlagung mit CO2
wird das Bier in Flaschen abgefüllt.
Der Vorgang ist in Abb. 1 schematisch
dargestellt und nutzt einen CO2-Druck von
0 bis 6 bar, der das Produkt (Bier) in die
Flaschen befördert. Während des CIP-
Reinigungsprozesses (CIP = Cleaning In
Place) werden Reinigungslösung und Was-
ser im Füller und den Rohrleitungen, die
das Bier aus der Produktion zur Abfüllung
zuleiten, zirkuliert.
Bierfüller
Leitfähigkeitsmessung zur MedientrennungEinsatz in der AbfüllanlageIn der Nahrungsmittel- und Getränkeindustrie wird die Leitfähigkeit gemessen, um die Trennung zweier Flüssig-
keiten mit unterschiedlichen Leitfähigkeiten zu überwachen. Ein Beispiel ist die Messung der Leitfähigkeit von
Bier und Wasser im Bierfüller. Mit einem Leitfähigkeitsmesssystem entfällt die manuelle Kontrolle der Medien-
trennung anhand eines Schauglases, und der Prozess kann automatisiert werden. Daraus resultieren die Mini-
mierung von Produktverlust, geringere Arbeitskosten und eine verbesserte Prozesssicherheit und -zuverlässigkeit.
Nachdem der letzte CIP-Reinigungs-
zyklus beendet wurde, werden die Rohrlei-
tungen und der Füller komplett mit Wasser
gefüllt. Wenn der Abfüllprozess erneut ge-
startet wird, wird normalerweise eine ge-
wisse Zeit gewartet, bevor das eigentliche
Abfüllen beginnt. Die ersten abgefüllten
Flaschen müssen im Labor analysiert wer-
den, um zu bestimmen, welche Flaschen
verworfen werden müssen bevor der kor-
rekte Gehalt an Bier erreicht wird (keine
Verdünnung mit Wasser). Ist die Wartezeit
zu kurz, müssen zuviele Flaschen oder
Dosen verworfen werden. Ist hingegen die
Wartezeit zu lang, wird gutes Bier unnötig
in den Abfluss gespült. Außerdem muss in
einigen Fällen das Bedienpersonal am
Schauglas im Abfluss anhand der Farbe be-
stimmen, wann der richtige Zeitpunkt er-
reicht wird, wo das Waschwasser in Bier
übergeht. Der Einsatz eines Leitfähigkeits-
messsystems, um die genaue Übergangs-
phase von Wasser zu Bier zu überwachen
und zu detektieren und somit den korrek-
ten Startpunkt für die Abfüllung sicherzu-
stellen, führt zu einem vollautomatisierten
Prozess mit minimalem Verlust von Fla-
schen und Bier bei reduzierten Laborkos-
ten.
Typische Prozessbedingungen:Medium: Wasser, BierDruck: bis 6 barTemperatur: –2 bis 25 °C
Leitfähigkeitsbereiche: Bier: etwa 1.500 µS/cm,Wasser: 100 bis 150 µS/cm
5
bestimmt wurde. 4-Pol-Messzellen von
METTLER TOLEDO werden mit einer zerti-
fizierten und dokumentierten Zellkonstan-
te geliefert, die auf NIST/ASTM Standards
zurückgeführt ist und die höchste Messge-
nauigkeit sicherstellt. Alle mediumberühr-
ten Materialien sind FDA positiv gelistet.
MaxCert™, ein Paket an Zertifikaten,
unterstützt die Qualifizierung des Sensors
und die Validierung des Prozesses.
Leitfähigkeitstransmitter Cond 7100e
Für diesen Prozess ist der Transmitter
Cond 7100e die erste Wahl. Die einfache
Bedienung, präzise und zuverlässige Mes-
sung und die geringen Messstellenkosten
reduzieren Aufwand und Kosten. Die
zwei analogen Stromausgänge geben die
Messwerte für Leitfähigkeit und Tempera-
tur an das übergeordnete Prozessleitsys-
tem weiter. Die Verwendung zweier kom-
plett unterschiedlicher und unabhängiger
Parametersätze erlaubt eine sehr präzise
Zeit
Phasenübergang
InPro 7108-VP
Abfüllmaschine
Lagertank
Leitf
ähig
keitCond 7100 e
Prozessführung bei der Phasendetektion,
selbst wenn sich die Leitfähigkeiten um
Dekaden unterscheiden.
Mit seiner einzigartigen piktogram-
munterstützten Bedienoberfläche und per-
manenten Sensor- und Gerätediagnose
kann dieser Transmitter in praktisch allen
Applikationen eingesetzt werden.
Transmitter Cond 7100 e
www.mt.com/inpro7108
MTP04 Leitfähigkeitssensoren
InPro® 7108-VP
www.mt.com/cond7100e
MTP05 Leitfähigkeitstransmitter
Cond 7100e
BrauereiNews 8 METTLER TOLEDO
BrauereiNews 8 METTLER TOLEDO
6
Transmitter mit digitaler KommunikationDie Advanced Line Transmitter für pH-Wert/Redox-Potential, gelösten Sauerstoff und elektro-
lytische Leitfähigkeit sind neben den klassischen 4-Leiter-Versionen mit analoger 0/4...20 mA
Signalverarbeitung auch mit digitaler Kommunikation erhältlich, und zwar mit Protokollen für
HART®, PROFIBUS® PA und FOUNDATION FIELDBUS.
Die erfolgreichen pH-Elektroden der Reihe InPro® 3200 werden ab 1. Oktober 2005 komplett
durch die neue Linie InPro® 325x abgelöst. Die InPro® 325x weist gegenüber dem
Vorgängermodell eine Vielzahl von Verbesserungen auf, die den Einsatz in lebensmittel-
technologischen Anwendungen unter noch anspruchsvolleren Prozessbedingungen
zulassen.
InPro® 325x löst InPro® 3200 ab
Die wichtigsten Merkmale auf einen
Blick:
● Höhere Druckbeständigkeit bis 4 bar
● 4 Membranglassorten für verschiedenste
Anwendungen in der Lebensmittelin-
dustrie
● Neuartiges wartungsfreies Bezugssystem
mit vorbedrucktem Flüssigelektrolyten
vereint die Vorteile von Druckpasten-
und Flüssigelektrolyt-Elektroden
● Hohe Nullpunkt-Konstanz bei Sterilisa-
tion/Autoklavierung mit Heißdampf bis
140 °C, dadurch sehr geringes Driftver-
halten
● Hohe Messgenauigkeit und Reprodu-
zierbarkeit dank konstanter Elektrolyt-
ausflussrate über die gesamte Lebens-
dauer der Elektrode
● Biokompatibilitäts-Zertifikat für den
Einsatz in der Lebensmittelindustrie
Bestellungen von InPro® 3200 Senso-
ren werden ab dem 1. Oktober 2005 auto-
matisch auf die neue Baureihe InPro® 325x
umgestellt.
www.mt.com/inpro3250MTP07 InPro® 325x
InPro® 3253
HART®
FIELD COMMUNICATION PROTOCOL
Während das analoge 0/4...20 mA
Signal lediglich einen Messwert unidirek-
tional übertragen kann, eröffnet die Welt
der digitalen Kommunikation die volle
Integration der prozessanalytischen Mess-
technik in das Prozessleitsystem.
Die digitale Kommunikation zwi-
schen Transmitter und Prozessleitsystem
vereinfacht die Inbetriebnahme und stellt
neben der reinen Messwertübertragung
zusätzliche Funktionen zur Verfügung
wie:
● Ferndiagnose
● Fernparametrierung
● Statusinformationen
● verbesserte Messwertauflösung
● erweiterte Prozesskontrolle
● optimierte Wartung der Anlage
www.mt.com/transmitter
MTP06 Transmitter mit digitaler
Schnittstelle
Die optimale Adaption sichert höchste ProduktqualitätEine sichere Prozessführung ist nicht zuletzt von der Adaption abhängig. Oftmals sind fehler-
haft installierte Sensoren der Grund für scheinbar unerklärbare Messabweichungen. Die bewähr-
ten InFit™ Einbauarmaturen wurden konsequent weiterentwickelt und sorgen nicht nur für die optimale Adap-
tion der Elektroden/Sensoren, sondern erfüllen auch die strengen hygienischen Anforderungen in Brauereien.
BrauereiNews 8 METTLER TOLEDO
7
Absolute Prozesssicherheitgarantiert
Die zahlreichen hygienischen Adap-
tionsmöglichkeiten der InFit™ Ein-
bauarmaturen in Verbindung mit der
Oberflächenrauhigkeit N5 (Ra < 0,4 µm)
des CIP fähigem Schaftes garantieren zu
jedem Zeitpunkt des Prozesses absolute
Hygiene. Weiterhin können die InFit™
Armaturen mit den O-Ring Materialien
Viton®, EPDM und Kalrez®, die alle nach
FDA + USP Class VI zugelassen sind,
kombiniert werden.
Verbesserter „Zauberhut”Leider musste selbst die blaue Kabel-
schutzhülse mit hohem Wiedererken-
nungswert („Zauberhut”) aufgrund von
gestiegenen Sicherheitsanforderungen
weichen. Die Kabelschutzhülse ist jetzt
aus leitendem Polypropylen und daher
schwarz, so dass die Armaturen nach ATEX
zertifiziert sind und uneingeschränkt in
explosionsgefährdeten Bereichen einge-
setzt werden können.
Die neue Kabelschutzhülse erleichtert
erheblich die Installation des IP68 geprüf-
ten VP-Kabels. Das Kabel kann jetzt von
hinten durch den „Zauberhut” geführt
werden, wodurch zusätzliche Montagear-
beiten entfallen.
Adaption in RohrleitungenDie optimale Adaption von Elektro-
den/Sensoren in Rohrleitungen kleiner
DN 40 war in der Vergangenheit mit erheb-
lichen Schwierigkeiten verbunden. Mit den
neuen Durchflussadaptern in Verbindung
mit den InFit™ Einbauarmaturen bzw.
www.mt.com/infitMTP08 InFit™ 76Xe, InFit™ 76Ye
www.mt.com/inflowMTP09 InFlow™
www.mt.com/intracMTP10 InTrac® 77Xe
Optimale Installation des Sensors in Rohrleitungenmit kleinem Durchmesser.
InTrac® Wechselarmaturen lassen sich
die Elektroden/Sensoren mühelos auch
in Leitungen kleinen Durchmessers instal-
lieren. Die Adapter erfüllen vollständig die
Anforderungen der Druckgeräterichtlinie
97/23/EG.
Armaturen für unterschiedlichste An-
wendungen können leicht über einen
Konfigurator bestimmt werden.
InFit 762e InFit 763e InFit 764e InFit 761e
Sichere Messwerte mit der optimalen Adaption:
InFlow 761
BrauereiNews 8
8
Suchen Sie Bedienungsanleitungenfür ein bestimmtes Produkt?Auf der METTLER TOLEDO Homepage stehen alle für Sie bereit.
Wählen Sie über Service & Support
Support & Dokumentation ausund geben Sie Ihr gewünschtesProdukt an.
Sie erhalten auf WunschDetailbeschreibungen,
alle Handbücher mit Bedienungs-anleitungen sowie
alle zugehörigen Zertifikate.
INGOLDLeading Process Analytics
Mettler-Toledo GmbHOckerweg 3D-35396 GießenTel: (+49) 641 507 333Fax (+49) 641 507 397
Mettler-Toledo (Schweiz) AGIm Langacher, PostfachCH-8606 GreifenseeTel: (+41) 44 944 45 45Fax (+41) 44 944 46 18
Mettler-Toledo Ges.m.b.H.Südrandstraße 17A-1230 WienTel: (+43) 1 604 19 80Fax (+43) 1 604 28 80
www.mt.com
THORNTONLeading Pure Water Analytics
Seminare und WorkshopsMETTLER TOLEDO bietet Ihneneine Vielzahl von Workshops und Seminaren an.
Wir vermitteln Ihnen praxisnahtheoretische und praktischeKenntnisse nach den neuestenStandards.
SeminareAuf Grund der hohen Nachfragefinden 2005 wieder unsere be-liebten Städteseminare statt –auch in Ihrer Region.
Erkundigen Sie sich jetzt schon und sichern Sie sichIhren Platz.
WorkshopsAußerdem bieten wir Ihnen inGießen eine interessante Aus-wahl an Workshops zu folgen-den Themen an:
• pH• O2
• CO2
• TOC• Leitfähigkeit• Trübung
Auf Anfrage führen wir auchindividuell auf Sie zugeschnit-tene Vor-Ort-Schulungen durch.
Lassen Sie sich beraten!Telefonisch unter 0641/507-370.
MTP11
ProTalk 2005